Khi ô tô chuyển động trên mặt đường nằm ngang, có các lực tác dụng lên ô tô:
Lực kéo (F): Lực do động cơ ô tô tác dụng để đẩy ô tô đi về phía trước.
Lực ma sát trượt (Fms): Lực cản chuyển động của ô tô, có phương nằm ngang và ngược chiều chuyển động.
Trọng lực (P): Lực hút của Trái Đất tác dụng lên ô tô, có phương thẳng đứng, hướng xuống dưới.
Phản lực (N): Lực do mặt đường tác dụng lên ô tô, vuông góc với mặt phẳng tiếp xúc.
Theo định luật II Newton, ta có:
F = ma
Trong đó:
F: Lực tác dụng lên vật (N)
m: Khối lượng của vật (kg)
a: Gia tốc của vật (m/s²)
Lực ma sát trượt được tính theo công thức:
Fms = μN
Trong đó:
μ: Hệ số ma sát trượt
N: Phản lực (bằng trọng lực P trong trường hợp này)
Vì ô tô chuyển động trên mặt phẳng ngang nên N = P = mg.
Các lực tác dụng lên ô tô theo phương ngang là lực kéo F và lực ma sát Fms.
Khi ô tô chuyển động nhanh dần đều, lực kéo lớn hơn lực ma sát.
Áp dụng định luật II Newton theo phương ngang, ta có:
F - Fms = ma => F = ma + Fms => F = ma + μmg
F = 500 kg * 1,5 m/s² + 0,2 * 500 kg * 10 m/s² = 750 N + 1000 N = 1750 N
Kết luận:Lực kéo của ô tô theo phương ngang song song với mặt đất là 1750 N.
Vậy, để ô tô có khối lượng 0,5 tấn chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 1,5 m/s² trên mặt đường có hệ số ma sát 0,2, động cơ ô tô phải tạo ra một lực kéo là 1750 N.